纳米级FePt/Fe多层膜中微结构的优化与耦合效应

本文用磁控溅射法制备了一系列不同厚度Fe层的FePt/Fe多层膜,经过热处理后成功地制备出具有fct结构的FePt有序相和exchange-spring型永磁体.研究了不同热处理条件下多种膜层厚度与FePt/Fe多层膜结构、磁性及其内在关系,并探讨了FePt/Fe多层膜铁中的磁耦合失效问题.观察了不同热处理条件和层厚的FePt/Fe多层膜的结构变化过程,包括结构相变、有序度和晶粒度.研究了其磁性能随结构变化的规律,发现了耦合失效的模式.     

CTAB对水热合成立方磷酸铋晶体及其界面结构的影响

采用水热法生长了立方磷酸铋晶体。研究了Bi与P摩尔比、合成温度、溶液p H值和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度对软铋矿结构的立方磷酸铋晶体物相和晶面结构的影响。结果表明:Bi与P摩尔比为2:1和6:1,以及p H值为13和14时有利于立方磷酸铋的生成;CTAB的存在对晶体(100)面的生长有一定的抑制作用,同时会导致晶体出现(111)晶面。CTAB和温度同时变化时,(111)晶面由光滑晶面变为粗糙晶面。生长机制的变化是由于CTAB的存在导致阴离子生长基元的聚合以及CTAB与(111)晶面的相互作用。     

磁场退火制备FePt/Ag垂直磁化薄膜

采用磁控溅射法在自然氧化的单晶Si（100）基底上制备了（FePL／Ag）10多层薄膜，并在10kA／m磁场中进行了不同温度的真空热处理，研究了磁场作用下，不同热处理温度对FePt薄膜有序化转变及磁性能的影响。X射线衍射研究表明，在磁场作用下通过多层膜设计可以比较容易获得垂直生长的易磁化轴；选择适当的热处理温度、降低多层膜中每层膜厚可以制备出晶粒尺寸细小均匀的FePL／Ag垂直磁化薄膜，适用于高密度垂直磁记录介质材料。     

似膏体充填工作面覆岩运动规律研究

为研究似膏体充填开采覆岩运动规律,采用自行研发的矿压传感器对曹庄煤矿81006似膏体充填工作面进行矿压观测,得到了81006工作面超前支承压力分布规律、充填体内垂直应力及已充填区域内顶底板移近量。结果表明:超前支承压力影响范围为10 m左右,煤壁前方应力场为单一的弹性应力分布;已充填区域内顶底板最大移近量为104 mm,充填体压缩率约为5.2%;充填体内应力计进入稳定状态后应力为15.06 MPa,与原岩应力13.75 MPa相近,充填体接顶效果较好,充填体可以支承上覆岩层的全部质量;工作面充填后,矿压显现较弱,覆岩较稳定,达到预期效果。     

纳米结构FePt薄膜的结构与磁性研究

采用磁控溅射方法在自然氧化的单晶Si（100）衬底上制备了纳米结构的Fe,Pt100-x（X=30at％-60at％）薄膜。高温XRD分析表明,薄膜在500℃热处理有明显的面心立方FCC结构向面心四方FCT结构转变。通过VSM、AFM对薄膜样品的磁性检测和晶粒尺度的观察,FePt合金薄膜有序化转变的最佳热处理温度在400—500℃,在这个热处理温度范围内,薄膜软硬磁耦合较好,矫顽力适当（306kA／m）,晶粒尺寸约为10nm,适合于做高密度磁记录介质材料。     

FePtAg颗粒薄膜的制备及性能表征

采用磁控溅射方法在自然氧化的单晶Si(100)基片上制备了FePtAg颗粒薄膜.通过调整靶材的溅射速率、控制掺杂Ag元素的含量,选择适当的热处理工艺,获得了晶粒尺寸约5nm,分布均匀的FePt颗粒薄膜,矫顽力为3.2×105A/m,磁滞回线具有良好的矩形度,薄膜内部无交换耦合作用,适用于高密度磁记录介质材料.     

交换耦合双层膜PtMn/Co的微观结构和磁性

采用磁控溅射法在Si（100）基片上沉积了PtMn／Co双层膜，研究退火温度与样品微结构以及磁性的关系，发现退火温度越高，反铁磁性PtMn层由fcc非磁性相向fct反铁磁性相转变越充分，交换偏置场值Hex越高。同时，随着退火温度的升高，反铁磁层的晶粒尺寸逐渐增大，交换偏置场Hex值随着反铁磁层晶粒尺寸的增大几乎呈线性增加。研究了交换偏置场与铁磁层、反铁磁层厚度的关系，结果表明，在250℃退火时Hex与PtMn厚度关系为有峰值的曲线，此退火温度下反铁磁层临界厚度为20nm，最佳反铁磁层厚度为60nm。还发现了交换偏置场Hex随着铁磁性Co层厚度的增大几乎呈线性降低，充分说明铁磁、反铁磁交换耦合作用是一种界面耦合效应。     

Ag衬底层对FePt薄膜结构和性能的影响

采用磁控溅射方法在自然氧化的单晶Si(100)衬底上制备了双层结构的FePt-X/Ag(X=Ag或Pt)薄膜.以20nm厚的Ag做衬底,可以制备出易磁化轴垂直基片的FePt合金薄膜;Ag在FePt薄膜中优先团聚,不利于控制FePt晶粒的长大,调整Pt的含量可以控制热处理过程中FePt薄膜的晶粒尺度;通过XRD、TEM、VSM对薄膜样品的结构、晶粒尺寸的观察和磁性检测,我们认为FePt合金薄膜有序化转变的最佳热处理温度在400℃;经过500℃热处理,薄膜软硬磁耦合较好,晶粒尺寸约为100nm,有最大的矫顽力1.04×106A/m.